(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
双方向液圧ポンプを含む閉回路液圧システムを用いて可動テーブルを移動させる平面研削盤であって、
前記可動テーブルの位置又は速度を制御目標として前記可動テーブルの移動を制御する制御装置と、
前記制御装置からのテーブル位置指令又はテーブル速度指令に応じて、前記双方向液圧ポンプの回転数を制御する主制御器と、
前記可動テーブルの移動速度に応じて変化する前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する副制御器と、を備える、
平面研削盤。
【請求項２】
双方向液圧ポンプを含む閉回路液圧システムを用いて可動テーブルを移動させる平面研削盤であって、
前記可動テーブルの位置又は速度を制御目標として前記可動テーブルの移動を制御する制御装置と、
前記制御装置からのテーブル位置指令又はテーブル速度指令に応じて、前記双方向液圧ポンプの回転数を制御する主制御器と、
前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する副制御器と、を備え、
前記副制御器は、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すための力を表す前記制御装置からの指令値に前記可動テーブルの慣性力を加算した上で、前記双方向液圧ポンプを制御するための指令値を決定する、
平面研削盤。
【請求項３】
双方向液圧ポンプを含む閉回路液圧システムを用いて可動テーブルを移動させる平面研削盤であって、
前記可動テーブルの位置又は速度を制御目標として前記可動テーブルの移動を制御する制御装置と、
前記制御装置からのテーブル位置指令又はテーブル速度指令に応じて、前記双方向液圧ポンプの回転数を制御する主制御器と、
前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する副制御器と、を備え、
前記副制御器は、前記可動テーブルの移動速度が所定値以下の場合に、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する、
平面研削盤。
【請求項４】
双方向液圧ポンプを含む閉回路液圧システムを用いて可動テーブルを移動させる平面研削盤であって、
前記可動テーブルの位置又は速度を制御目標として前記可動テーブルの移動を制御する制御装置と、
前記制御装置からのテーブル位置指令又はテーブル速度指令に応じて、前記双方向液圧ポンプの回転数を制御する主制御器と、
前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する副制御器と、を備え、
前記副制御器は、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すための力を表す前記制御装置からの指令値に前記可動テーブルの慣性力を加算した上で、前記双方向液圧ポンプを制御するための指令値を決定し、前記可動テーブルの移動速度が所定値以下の場合に、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する、
平面研削盤。
【請求項５】
前記副制御器は、前記双方向液圧ポンプを駆動する電動モータの回転数又はトルクを制御して、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する、
請求項１乃至４の何れか一項に記載の平面研削盤。
【請求項６】
前記副制御器は、前記主制御器による前記双方向液圧ポンプの回転数の制御とは別に、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する、
請求項１乃至５の何れか一項に記載の平面研削盤。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、平面研削盤に関し、より詳細には、被研削物を載せる可動テーブルを備えた平面研削盤に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、双方向油圧ポンプ及び油圧シリンダを含む閉回路油圧システムを用いて可動テーブルを往復移動させる電気−油圧変換式駆動装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
この装置は、可動テーブルの送り速度を検出するタコジェネレータの出力に基づいて、双方向油圧ポンプを駆動する電気サーボモータの回転速度を制御する。この構成により、開回路油圧システムのように作動油の流れを制御するバルブを配置する必要なく可動テーブルの送り速度を制御でき、エネルギ効率を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−１８４２０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の電気−油圧変換式駆動装置は、可動テーブルの指令速度に基づいて電気サーボモータの回転速度を制御するのみである。そのため、油圧シリンダ内でピストンを摺動させる際に、油圧パッキン等のピストンシールと油圧シリンダの内壁との間に発生する摩擦力による制御性の悪化を防止できない。その結果、可動テーブルの移動を開始させる際の可動テーブルの動きを不安定にしてしまう。
【０００６】
上述の点に鑑み、本発明は、可動テーブルの移動を開始させる際の可動テーブルの動きを安定化させることができる平面研削盤を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の目的を達成するために、本発明の実施例に係る平面研削盤は、双方向液圧ポンプを含む閉回路液圧システムを用いて可動テーブルを移動させる平面研削盤であって、前記可動テーブルの位置又は速度を制御目標として前記可動テーブルの移動を制御する制御装置と、前記制御装置からのテーブル位置指令又はテーブル速度指令に応じて、前記双方向液圧ポンプの回転数を制御する主制御器と、前記可動テーブルの移動を妨げる力を打ち消すように前記双方向液圧ポンプを制御する副制御器と、を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上述の手段により、本発明は、可動テーブルの移動を開始させる際の可動テーブルの動きを安定化させることができる平面研削盤を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施例に係る平面研削盤の側面図である。
【図２】図１の平面研削盤の上面図である。
【図３】テーブル移動機構の正断面図である。
【図４】テーブル移動機構の側断面図である。
【図５】テーブル移動機構の構成例を示す概略図である。
【図６】補償指令の値と摩擦力との間の関係を示す図である。
【図７】平面研削盤がＸ軸テーブルを移動させる際の制御の流れを示す図（その１）である。
【図８】主制御器の構成例を示す図（その１）である。
【図９】主制御器の構成例を示す図（その２）である。
【図１０】主制御器の構成例を示す図（その３）である。
【図１１】主制御器の構成例を示す図（その４）である。
【図１２】Ｘ軸テーブルのテーブル位置、テーブル速度、及びテーブル加速度の時間推移を示す図である。
【図１３】推力補償器の構成例を示す図（その１）である。
【図１４】推力補償器の構成例を示す図（その２）である。
【図１５】平面研削盤がＸ軸テーブルを移動させる際の制御の流れを示す図（その２）である。
【図１６】双方向油圧ポンプによる推力の時間推移、及び、Ｘ軸テーブルのテーブル速度の時間推移を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照しつつ、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に係る平面研削盤１００の側面図であり、図２は、その上面図である。平面研削盤１００は、主に、本体ベッド１、Ｘ軸テーブル２、横軸砥石用コラム３、横軸砥石ヘッド４、砥石ヘッド回転用モータ５、砥石ヘッド上下送り用モータ６、砥石ヘッド左右送り用モータ７、テーブル駆動用モータ８、及び制御装置９を含む。
【００１２】
本体ベッド１は、可動テーブルとしてのＸ軸テーブル２をＸ軸方向に往復移動可能に支持する台座である。具体的には、本体ベッド１は、Ｘ軸テーブル２の下面から突出するガイドレールを受け入れるレール溝１ＡＬ、１ＡＲをその上面に有する。
【００１３】
Ｘ軸テーブル２は、本体ベッド１上をＸ軸方向に摺動可能な可動テーブルであり、その上面で被研削物（ワーク）Ｗを支持する。
【００１４】
横軸砥石用コラム３は、横軸砥石ヘッド４を上下方向（Ｚ軸方向）及び左右方向（Ｙ軸方向）に移動可能に支持する装置である。
【００１５】
横軸砥石ヘッド４は、砥石軸４０を有する砥石ヘッドである。本実施例では、砥石軸４０の先端には、砥石車４１が取り付けられる。
【００１６】
砥石ヘッド回転用モータ５は、横軸砥石ヘッド４の砥石軸４０を回転させるモータであり、例えば、サーボモータが用いられる。
【００１７】
砥石ヘッド上下送り用モータ６は、横軸砥石ヘッド４を上下方向（Ｚ軸方向）に移動させるための砥石ヘッド上下移動機構を駆動するモータである。本実施例では、砥石ヘッド上下送り用モータ６は、横軸砥石ヘッド４をＺ軸方向に移動させるボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのサーボモータである。
【００１８】
砥石ヘッド左右送り用モータ７は、横軸砥石ヘッド４を左右方向（Ｙ軸方向）に移動させるための砥石ヘッド左右移動機構を駆動するモータである。本実施例では、砥石ヘッド左右送り用モータ７は、横軸砥石ヘッド４をＹ軸方向に移動させるボールねじ機構におけるボールねじ軸又はボールねじナットを回転させるためのサーボモータである。
【００１９】
なお、上下移動機構及び左右移動機構は、ラックアンドピニオン機構等の他の機構であってもよい。
【００２０】
テーブル駆動用モータ８は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に移動させるためのテーブル移動機構を駆動するモータである。本実施例では、テーブル駆動用モータ８は、閉回路油圧システムであるテーブル移動機構を構成する双方向油圧ポンプを回転させるためのサーボモータである。
【００２１】
制御装置９は、平面研削盤１００の動きを制御する装置であり、例えば、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等を備えたコンピュータである。
【００２２】
具体的には、制御装置９は、テーブル駆動用モータ８を制御してＸ軸テーブル２上のワークＷを所定位置に移動させる。また、制御装置９は、砥石ヘッド上下送り用モータ６及び砥石ヘッド左右送り用モータ７を制御して横軸砥石ヘッド４を所定位置に移動させる。
【００２３】
その後、制御装置９は、砥石ヘッド回転用モータ５を制御して横軸砥石ヘッド４の回転を開始させ、且つ、テーブル駆動用モータ８を制御してＸ軸テーブル２を＋Ｘ方向に移動させ、砥石車４１をワークＷに接触させて1回目の研削加工を開始する。
【００２４】
テーブル駆動用モータ８によりＸ軸テーブル２を＋Ｘ方向の所定位置まで移動させると、すなわち砥石車４１によるワークＷに対する１回目の研削加工が終了すると、制御装置９は、Ｘ軸テーブル２を−Ｘ方向に移動させて元の位置に戻す。その際、制御装置９は、砥石ヘッド上下送り用モータ６により横軸砥石ヘッド４を上昇させてもよい。Ｘ軸テーブル２を元に戻すときに横軸砥石ヘッド４がワークＷと接触しないようにするためである。このとき、制御装置９は、砥石ヘッド回転用モータ５を一旦停止させてもよい。
【００２５】
その後、制御装置９は、砥石ヘッド回転用モータ５により横軸砥石ヘッド４を回転させ、砥石ヘッド上下送り用モータ６により横軸砥石ヘッド４を下降させる。そして、制御装置９は、テーブル駆動用モータ８を制御してＸ軸テーブル２を＋Ｘ方向に移動させ、砥石車４１をワークＷに接触させて２回目の研削加工を開始する。
【００２６】
上述の動きを繰り返すことによって、制御装置９は、ワークＷの研削を実行する。なお、制御装置９は、Ｘ軸テーブルを−Ｘ方向に移動させる際に砥石車４１をワークＷに接触させて研削加工を行ってもよい。
【００２７】
次に、図３〜図５を参照しながら、テーブル移動機構２０について説明する。なお、図３は、図１及び図２のそれぞれにおける一点鎖線を含む鉛直面を矢印ＩＩＩで示す方向から見た正断面図であり、図４は、図２及び図３のそれぞれにおける二点鎖線を含む鉛直面を矢印ＩＶで示す方向から見た側断面図である。図５は、テーブル移動機構２０の構成例を示す概略図である。なお、図５では、明瞭化のため、本体ベッド１の図示を省略している。
【００２８】
図５に示すように、テーブル移動機構２０は、Ｘ軸テーブル２をＸ軸方向に往復移動させる機構であり、主に、シリンダ２１、ピストン２２、第１軸２３Ｆ、第２軸２３Ｂ、及び双方向油圧ポンプ２４を含む閉回路油圧システムで構成される。
【００２９】
シリンダ２１は、Ｘ軸テーブル２の下面に固定され、Ｘ軸テーブル２と共に本体ベッド１上をＸ軸方向に移動する。また、シリンダ２１は、内部に圧力室２１Ｓ（図４参照。）を備え、ピストン２２が圧力室２１Ｓの内壁に対して相対的にスライドできるようにピストン２２を圧力室２１Ｓ内に受け入れる。なお、圧力室２１Ｓは、図４に示すように、ピストン２２によって、第１圧力室２１ＳＦと第２圧力室２１ＳＢに分離される。
【００３０】
第１軸２３Ｆは、一端がピストン２２の＋Ｘ側の面に固定され、他端が外部の静止物２３Ｆａに固定される円筒部材である。同様に、第２軸２３Ｂは、一端がピストン２２の−Ｘ側の面に固定され、他端が外部の静止物２３Ｂａに固定される円筒部材である。なお、静止物２３Ｆａ、２３Ｂａは、Ｘ軸テーブル２を移動させる場合にシリンダ２１、第１軸２３Ｆ、及び第２軸２３Ｂを静止したまま保持できる物体であればよく、例えば、本体ベッド１であってもよい。
【００３１】
ピストン２２は、シリンダ２１の圧力室２１Ｓ内で、圧力室２１Ｓの内壁に対して相対移動できるように圧力室２１Ｓ内に収容される円板部材である。また、ピストン２２は、＋Ｘ側の面が第１軸２３Ｆに接続され、−Ｘ側の面が第１軸２３Ｆに接続される。
【００３２】
このような構成により、シリンダ２１は、Ｘ軸テーブル２と共に、本体ベッド１に対して往復移動可能であるのに対し、第１軸２３Ｆ、第２軸２３Ｂ、及びピストン２２は、本体ベッド１に対して静止するように配置される。
【００３３】
Ｘ軸テーブル２は、図３に示すように、その下面から−Ｚ方向に突出する２つのＶ字型のガイドレール２ＢＬ、２ＢＲを備える。また、Ｘ軸テーブル２は、静圧軸受機構、動圧軸受機構、若しくはそれらの組み合わせ又はその他の軸受機構を用い、本体ベッド１上をＸ軸方向に往復移動できるように、本体ベッド１によって支持される。なお、ガイドレール形状は必ずしもＶ字型である必要はない。
【００３４】
また、Ｘ軸テーブル２のＸ軸方向の往復移動は、テーブル駆動用モータ８によって駆動される双方向油圧ポンプ２４によって制御される。具体的には、図４及び図５に示すように、Ｘ軸テーブル２を矢印ＡＲで示す方向（−Ｘ方向）に移動させる場合、双方向油圧ポンプ２４の第２ポート２４Ｂが吐出する作動油は、点線で示すように、第２軸２３Ｂを通ってシリンダ２１の第２圧力室２１ＳＢに流入する。一方で、シリンダ２１の第１圧力室２１ＳＦ内の作動油は、第１軸２３Ｆを通って双方向油圧ポンプ２４の第１ポート２４Ｆに至る。その結果、第２圧力室２１ＳＢの体積が増大し、第１圧力室２１ＳＦの体積が減少して、Ｘ軸テーブル２は、−Ｘ方向に移動させられる。
【００３５】
図示は省略するが、Ｘ軸テーブル２を＋Ｘ方向に移動させる場合には、双方向油圧ポンプ２４の第１ポート２４Ｆが吐出する作動油は、第１軸２３Ｆを通ってシリンダ２１の第１圧力室２１ＳＦに流入する。一方で、シリンダ２１の第２圧力室２１ＳＢ内の作動油は、第２軸２３Ｂを通って双方向油圧ポンプ２４の第２ポート２４Ｂに至る。その結果、第１圧力室２１ＳＦの体積が増大し、第２圧力室２１ＳＢの体積が減少して、Ｘ軸テーブル２は、＋Ｘ方向に移動させられる。
【００３６】
双方向油圧ポンプ２４は、図５に示すように、テーブル駆動用モータ８によって回転駆動され、テーブル駆動用モータ８の回転方向及び回転数に応じた流量の作動油を第１ポート２４Ｆ又は第２ポート２４Ｂから吐出する。
【００３７】
テーブル駆動用モータ８は、モータドライバ８Ａが供給する電流に応じて駆動される。モータドライバ８Ａは、制御装置９の主制御器９Ａからのモータ回転数指令又はトルク指令と副制御器としての推力補償器９Ｂからのモータ回転数指令又はトルク指令とに応じてテーブル駆動用モータ８に電流を供給する。例えば、モータドライバ８Ａは、主制御器９Ａからのモータ回転数指令と推力補償器９Ｂからのモータ回転数指令とに応じてテーブル駆動用モータ８に電流を供給してもよく、主制御器９Ａからのトルク指令と推力補償器９Ｂからのトルク指令とに応じてテーブル駆動用モータ８に電流を供給してもよい。或いは、モータドライバ８Ａは、主制御器９Ａからのモータ回転数指令と推力補償器９Ｂからのトルク指令とに応じてテーブル駆動用モータ８に電流を供給してもよく、主制御器９Ａからのトルク指令と推力補償器９Ｂからのモータ回転数指令とに応じてテーブル駆動用モータ８に電流を供給してもよい。
【００３８】
主制御器９Ａは、Ｘ軸テーブル２を移動させるための力をシリンダ２１が得るようにモータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。具体的には、主制御器９Ａは、例えば、Ｘ軸テーブル２の慣性力と同じ大きさを持つ所望の移動方向を向く力をシリンダ２１が得るようにモータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。なお、Ｘ軸テーブル２の慣性力と同じ大きさを持つ所望の移動方向を向く力は、Ｘ軸テーブル２（ワークＷを含む。）の質量にＸ軸テーブル２の加速度を乗算して得られる力である。
【００３９】
また、主制御器９Ａは、双方向油圧ポンプ２４の回転数を制御する。例えば、主制御器９Ａは、制御装置９からの各種指令値と各種センサからの各種センサ出力とに基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を生成する。具体的には、各種指令値は、操作者の入力等に応じて制御装置９が生成する指令値であり、テーブル位置指令、テーブル速度指令、テーブル加速度指令、テーブル駆動用モータ回転数指令（モータ速度指令）等の値を含む。また、各種センサ出力は、変位センサ３０、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ、第２シリンダ圧センサ３１Ｂ、回転数センサ３２等の出力を含む。
【００４０】
変位センサ３０は、Ｘ軸テーブル２の変位を検出する変位センサであり、例えば、Ｘ軸テーブル２の所定の基準位置に対する直線変位を検出し、検出結果を制御装置９に対して出力する。本実施例では、変位センサ３０として例えばリニアスケールが用いられる。
【００４１】
第１シリンダ圧センサ３１Ｆは、シリンダ２１における第１圧力室２１ＳＦの圧力を検出するセンサであり、例えば、第１軸２３Ｆと双方向油圧ポンプ２４の第１ポート２４Ｆとを接続する管路内の作動油の圧力を検出し、検出結果を制御装置９に対して出力する。
【００４２】
同様に、第２シリンダ圧センサ３１Ｂは、シリンダ２１における第２圧力室２１ＳＢの圧力を検出するセンサであり、例えば、第２軸２３Ｂと双方向油圧ポンプ２４の第２ポート２４Ｂとを接続する管路内の作動油の圧力を検出し、検出結果を制御装置９に対して出力する。
【００４３】
なお、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ、第２シリンダ圧センサ３１Ｂは、第１圧力室２１ＳＦ、第２圧力室２１ＳＢに取り付けられてもよく、第１軸２３Ｆ、第２軸２３Ｂに取り付けられてもよい。
【００４４】
回転数センサ３２は、テーブル駆動用モータ８の回転を検出するセンサであり、例えば、テーブル駆動用モータ８の回転方向及び回転角度を検出し、検出結果を制御装置９に対して出力する。本実施例では、回転角センサ３２として例えばレゾルバが用いられる。
【００４５】
推力補償器９Ｂは、Ｘ軸テーブル２を移動させるための推力のうち、Ｘ軸テーブル２の移動を妨げる力によって相殺される力を補償する機能要素である。
【００４６】
具体的には、推力補償器９Ｂは、Ｘ軸テーブル２の移動を妨げる力のうちＸ軸テーブル２の慣性力を除く力である移動抗力を打ち消すための力（以下、「予荷重力」とする。）をシリンダ２１が得るようにモータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。より具体的には、推力補償器９Ｂは、例えば、Ｘ軸テーブル２の最大静止摩擦力の大きさを持つ、所望の移動方向を向く予荷重力をシリンダ２１が得るようにモータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。なお、移動抗力は、例えば、摩擦力の他に、平面研削盤１００による研削反力等を含む。
【００４７】
また、推力補償器９Ｂは、制御装置９からの各種指令値と各種センサからの各種センサ出力とに基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を生成する。具体的には、各種指令値は、操作者の入力等に応じて制御装置９が生成する指令値であり、少なくとも補償指令の値を含む。また、各種センサ出力は、変位センサ３０、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ、第２シリンダ圧センサ３１Ｂ、回転数センサ３２、トルク検出器（図示せず。）等の出力を含む。
【００４８】
補償指令の値は、補償値決定部としての制御装置９が決定する値であり、例えば、予荷重力を表す値である。
【００４９】
具体的には、制御装置９は、移動抗力である摩擦力を計測するセンサを備える場合には、そのセンサの出力に基づいて補償指令の値を決定する。また、制御装置９は、Ｘ軸テーブル２の位置、速度、シリンダ２１の圧力室間の差圧等と、摩擦力に対する補償指令の値とを関連付ける参照テーブルや関数を予め用意しておいてもよい。この場合、制御装置９は、テーブル速度指令、又は、各種センサ出力に基づいて取得するテーブル位置若しくはテーブル速度等から、参照テーブルや関数を用いて補償指令の値を決定する。その結果、制御装置９は、より早期に予荷重力を発生させることができ、Ｘ軸テーブル２の動き出しを滑らかにすることができる。
【００５０】
また、制御装置９は、移動抗力である研削反力を計測するセンサを備える場合には、そのセンサの出力に基づいて補償指令の値を決定してもよい。また、制御装置９は、研削深さ、砥石軸４０の回転速度等の研削条件と、研削反力に対する補償指令の値とを関連付ける参照テーブルや関数を予め用意しておいてもよい。この場合、制御装置９は、現在の研削条件から、参照テーブルや関数を用いて補償指令の値を決定する。その結果、制御装置９は、より早期に予荷重力を発生させることができ、Ｘ軸テーブル２の動き出しを滑らかにすることができる。
【００５１】
図６は、補償指令の値と摩擦力との間の関係を示す図である。図６は、横軸にＸ軸テーブル２の移動速度（テーブル速度）を配し、縦軸に摩擦力を配する。
【００５２】
図６に示すように、Ｘ軸テーブル２の摩擦力は、テーブル速度が０の場合に最大静止摩擦力にあり、テーブル速度が所定速度ＶＴＨ以下の場合、テーブル速度が増加するにつれて減少し、テーブル速度が所定速度ＶＴＨを上回ると、テーブル速度が増加するにつれて増加する。
【００５３】
制御装置９は、例えば、この摩擦力の推移に沿うように、テーブル速度の増加に応じて補償指令の値を変化させる。また、制御装置９は、テーブル速度の変化にかかわらず、最大静止摩擦力以下の一定値（例えば、最大静止摩擦力の９０％）を補償指令の値として採用してもよい。
【００５４】
また、制御装置９は、テーブル速度が所定速度ＶＴＨを上回る場合には、補償指令の値をゼロにしてもよい。テーブル速度が比較的低く、主制御器９Ａによる制御が比較的安定しない場合に限り、推力補償器９Ｂによる追加的な制御を実行するためである。また、テーブル速度が比較的高く、主制御器９Ａによる制御が安定する場合の制御内容を単純化するためである。
【００５５】
図７は、平面研削盤１００がＸ軸テーブル２を移動させる際の制御の流れを示す図である。図７に示すように、主制御器９Ａは、テーブル位置指令、テーブル速度指令、テーブル加速度指令、モータ速度指令の少なくとも１つを含む各種指令値を制御装置９から取得する。また、推力補償器９Ｂは、少なくとも補償指令を含む各種指令値を制御装置９から取得する。
【００５６】
そして、主制御器９Ａ及び推力補償器９Ｂは、必要に応じて各種センサ出力を取得する。主制御器９Ａが取得する各種センサ出力は、変位センサ３０が出力するテーブル位置信号、シリンダ圧センサ３１Ｆ、３１Ｂが出力するシリンダ圧信号、回転角センサ３２が出力するモータ回転角度信号の少なくとも１つを含む。例えば、主制御器９Ａは、テーブル位置指令に基づいてＸ軸テーブル２の移動を制御する場合には、変位センサ３０が出力するテーブル位置信号を取得する。また、主制御器９Ａは、モータ速度指令に基づいてＸ軸テーブル２の移動を制御する場合には、回転数センサ３２が出力するモータ回転角度信号を取得する。また、推力補償器９Ｂは、例えば、予荷重力のフィードバック制御を行う場合には、第１シリンダ圧センサ３１Ｆが出力する第１シリンダ圧信号、及び、第２シリンダ圧センサ３１Ｂが出力する第２シリンダ圧信号を取得する。この場合、推力補償器９Ｂは、シリンダ２１の圧力室間の差圧に基づいてテーブル移動機構２０が現に発生させている推力を監視しながら、モータドライバ８Ａに対して出力するモータ回転数指令又はトルク指令の値を決定する。なお、推力補償器９Ｂは、センサ出力を取得しない場合もある。
【００５７】
その後、主制御器９Ａ及び推力補償器９Ｂは、それぞれ、取得した各種指令値及び各種センサ出力に基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を生成し、生成したモータ回転数指令又はトルク指令をモータドライバ８Ａに対して出力する。
【００５８】
その後、モータドライバ８Ａは、主制御器９Ａ及び推力補償器９Ｂからのモータ回転数指令又はトルク指令に応じてテーブル駆動用モータ８に対して電流を供給する。
【００５９】
ここで、テーブル移動機構２０を構成する閉回路油圧システムにおける、双方向油圧ポンプ２４が吐出する作動油の流量ＱからＸ軸テーブル２のテーブル速度ｖまでの伝達関数ｖ／Ｑについて説明する。
【００６０】
Ｘ軸テーブル２の中心とピストン２２の中心とが同じ鉛直線上にある場合、伝達関数ｖ／Ｑは、以下の式（１）で表される。
【００６１】
【数１】
0005801246.tif 000002
ここで、ｓはラプラス演算子を表し、Ａｃｙｌはピストン２２の受圧面積を表し、Ｖｃｙｌは圧力室２１Ｓの容積を表し、ＭはＸ軸テーブル２の質量を表し、ＢはＸ軸テーブル２の粘性摩擦係数を表し、Ｋoilは作動油の体積弾性係数を表す。
【００６２】
流量Ｑは、テーブル駆動用モータ８のモータ回転数ωｍに比例するので、単位回転数当たりの押し退け容積をＷＰとおけば、モータ回転数ωｍからテーブル速度ｖまでの伝達関数は、以下の式（２）で表される。
【００６３】
【数２】
0005801246.tif 000003
ここで、ωｎ、ζｎは、それぞれ、Ｘ軸テーブル２の固有振動数、減衰係数であり、以下の式（３）、（４）で表される。
【００６４】
【数３】
0005801246.tif 000004
【００６５】
【数４】
0005801246.tif 000005
また、ＫＨＳＴは、閉回路油圧システムによるゲインであり、以下の式（５）で表される。
【００６６】
【数５】
0005801246.tif 000006
なお、固有振動数ωｎは、ζｎ＝０の場合に、Ｘ軸テーブル２の加減速時に生じるＸ軸テーブル２の固有振動数を意味する。また、減衰係数ζｎは、Ｘ軸テーブル２の振動の減衰性を表す係数であり、ζｎ＜１の場合にあっては、値が１に近いほど振動が短時間で減衰することを表す。
【００６７】
また、Ｘ軸テーブル２の速度及び加速度のフィードバックを行う場合、速度指令ｖｄｉｒからテーブル速度ｖまでの伝達関数は、上述の式（２）に基づき、以下の式（６）で表される。
【００６８】
【数６】
0005801246.tif 000007
ここで、ωｃ、ζｃは、それぞれ、Ｘ軸テーブル２の速度及び加速度のフィードバックが行われる場合のＸ軸テーブル２の制御固有振動数、制御減衰係数であり、以下の式（７）、（８）で表される。
【００６９】
【数７】
0005801246.tif 000008
【００７０】
【数８】
0005801246.tif 000009
なお、Ｋｖ、Ｋａは、それぞれ、速度フィードバックゲイン、加速度フィードバックゲインであり、以下の式（９）、（１０）で表される。
【００７１】
【数９】
0005801246.tif 000010
【００７２】
【数１０】
0005801246.tif 000011
上述の関係は、所望の制御減衰係数ζｃの値に応じて加速度フィードバックゲインＫａを決定できること、すなわち、加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって所望の制御減衰係数ζｃの値を実現できることを意味する。なお、制御減衰係数ζｃの値は、例えば、０．７（＝１／√２）〜１．０の間の値が選択されることが望ましい。
【００７３】
次に、図８を参照しながら、主制御器９Ａの構成例について説明する。
【００７４】
図８の構成例では、主制御器９Ａは、テーブル位置指令及びテーブル速度指令とテーブル位置信号とを取得し、モータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。
【００７５】
具体的には、主制御器９Ａは、先ず、比例制御則により、制御装置９からのテーブル位置指令が表す値から、変位センサ３０からのテーブル位置信号が表す値ＰＬを減算し、所定のゲインＫｐを乗算して第１制御値Ｖ１を導き出す。なお、主制御器９Ａは、比例制御則の代わりに比例積分制御則を用いてもよい。具体的には、主制御器９Ａは、テーブル位置指令が表す値から値ＰＬを減算した値と、その減算した値の積分値を所定の時定数で除算した値とを加算した上で、所定のゲインＫｐを乗算して第１制御値Ｖ１を導き出してもよい。
【００７６】
その後、主制御器９Ａは、制御装置９からのテーブル速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫｖｆｆを乗算した速度フィードフォワード値ＶＦＦと第１制御値Ｖ１とを加算する。そして、主制御器９Ａは、加算後の値（Ｖ１＋ＶＦＦ）から、テーブル位置信号を疑似微分して得られるテーブル速度信号が表す値に速度フィードバックゲインＫｖを乗算した速度フィードバック値ＶＦＢを減算して、第２制御値Ｖ２を導き出す。
【００７７】
さらにその後、主制御器９Ａは、第２制御値Ｖ２から、テーブル速度信号を疑似微分して得られる、すなわち、テーブル位置信号を二階疑似微分して得られるテーブル加速度信号が表す値に加速度フィードバックゲインＫａを乗算した加速度フィードバック値ＡＦＢを減算して、モータ回転数指令又はトルク指令を導き出す。
【００７８】
なお、主制御器９Ａは、制御装置９からのテーブル加速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫａｆｆを乗算した加速度フィードフォワード値ＡＦＦ（図示せず。）と第２制御値Ｖ２とを加算した上で加速度フィードバック値ＡＦＢを減算してモータ回転数指令又はトルク指令を導き出してもよい。また、主制御器９Ａは、速度フィードバック値ＶＦＢの算出、及び、第一制御値Ｖ１と速度フィードフォワード値ＶＦＦの合計値からの速度フィードバック値ＶＦＢの減算を省略してもよい。
【００７９】
このように、図８に示す主制御器９Ａは、式（６）で表される伝達関数を有する制御モデルの下で、加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって、所望の制御減衰係数ζｃを実現することができる。その結果、図８に示す主制御器９Ａを備える平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の加速又は減速の際に生じるＸ軸テーブル２の振動を早期に減衰させることができる。
【００８０】
次に、図９を参照しながら、主制御器９Ａの別の構成例について説明する。
【００８１】
図９の構成例では、主制御器９Ａは、テーブル位置信号の代わりに、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ及び第２シリンダ圧センサ３１Ｂから第１シリンダ圧信号及び第２シリンダ圧信号を取得する点で、図８の場合と相違する。すなわち、圧力室間の差圧から導き出されるテーブル加速度信号をフィードバックする点で、テーブル位置信号を二階微分して得られるテーブル加速度信号をフィードバックする図８の制御と相違する。
【００８２】
また、主制御器９Ａは、テーブル位置指令に基づいて第１制御値Ｖ１を導き出すことなく、速度フィードフォワード値ＶＦＦに基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を導き出す点で図８の制御と相違する。
【００８３】
具体的には、主制御器９Ａは、先ず、制御装置９からのテーブル速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫｖｆｆを乗算した速度フィードフォワード値ＶＦＦから加速度フィードバック値ＡＦＢを減算して、モータ回転数指令又はトルク指令を導き出す。
【００８４】
なお、図９に示す制御では、主制御器９Ａは、第１シリンダ圧信号と第２シリンダ圧信号とに基づいて加速度フィードバック値ＡＦＢを導き出す。
【００８５】
具体的には、主制御器９Ａは、第１シリンダ圧信号と第２シリンダ圧信号との差を導き出し、導き出した値にローパスフィルタ及びハイパスフィルタを適用する。ローパスフィルタは、その差に含まれるノイズを除去するための機能要素であり、ハイパスフィルタは、その差に含まれる摩擦力の影響を除去するための機能要素である。なお、ローパスフィルタ及びハイパスフィルタを適用した後の信号は、例えば、Ｘ軸テーブル２の固有振動数の３分の１〜５倍程度の周波数を有する。
【００８６】
その後、主制御器９Ａは、差圧信号にＡｃｙｌ／Ｍを乗算してテーブル加速度信号を得る。すなわち、主制御器９Ａは、運動方程式に基づいて、差圧信号が表す値にピストン２２の受圧面積Ａｃｙｌを乗算して双方向油圧ポンプ２４による駆動力を導き出し、その駆動力をＸ軸テーブル２の質量Ｍで除算してＸ軸テーブル２の加速度を導き出す。なお、式（９）による速度フィードバックゲインの決定、式（１０）による加速度フィードバックゲインの決定、並びに、差圧信号からのＸ軸テーブル２の加速度の導出の際に用いる質量Ｍは、ワークＷの質量に応じて変化する場合がある。この場合、実際の質量ではなく、ノミナルの質量を質量Ｍの値として用いてもよい。ノミナルの質量には、Ｘ軸テーブル２に搭載可能なワークＷの最大質量を用いることが望ましい。
【００８７】
さらにその後、主制御器９Ａは、テーブル加速度信号が表す値に加速度フィードバックゲインＫａを乗算して加速度フィードバック値ＡＦＢを導き出す。
【００８８】
なお、図９に示す制御においても、主制御器９Ａは、制御装置９からのテーブル加速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫａｆｆを乗算した加速度フィードフォワード値ＡＦＦ（図示せず。）と速度フィードフォワード値ＶＦＦとを加算した上で加速度フィードバック値ＡＦＢを減算してモータ回転数指令又はトルク指令を導き出してもよい。
【００８９】
また、図９に示す主制御器９Ａは、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ及び第２シリンダ圧センサ３１Ｂのそれぞれからシリンダ圧信号を取得する代わりに、第１圧力室２１ＳＦと第２圧力室２１ＳＢとの間の差圧を検出する差圧センサ（図示せず。）から差圧信号を取得してもよい。
【００９０】
このように、図９に示す主制御器９Ａは、図８に示す場合と同様、式（６）で表される伝達関数を有する制御モデルの下で、加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって、所望の制御減衰係数ζｃを実現することができる。その結果、図９に示す主制御器９Ａを備える平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の加速又は減速の際に生じるＸ軸テーブル２の振動を早期に減衰させることができる。
【００９１】
次に、図１０を参照しながら、主制御器９Ａのさらに別の構成例について説明する。
【００９２】
図１０の構成例では、主制御器９Ａは、テーブル位置信号の代わりに、タコジェネレータ等のテーブル速度センサ（図示せず。）からテーブル速度信号を取得する点で、図８の場合と相違する。すなわち、テーブル速度信号を一階微分して得られるテーブル加速度信号をフィードバックする点で、テーブル位置信号を二階微分して得られるテーブル加速度信号をフィードバックする図８の制御と相違する。
【００９３】
また、主制御器９Ａは、テーブル位置指令に基づいて第１制御値Ｖ１を導き出すことなく、速度フィードフォワード値ＶＦＦに基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を導き出す点で図８の制御と相違する。
【００９４】
具体的には、主制御器９Ａは、先ず、制御装置９からのテーブル速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫｖｆｆを乗算した速度フィードフォワード値ＶＦＦを導き出す。
【００９５】
その後、主制御器９Ａは、速度フィードフォワード値ＶＦＦから、テーブル速度信号が表す値に速度フィードバックゲインＫｖを乗算した速度フィードバック値ＶＦＢを減算して、第２制御値Ｖ２を導き出す。
【００９６】
さらにその後、主制御器９Ａは、第２制御値Ｖ２から、テーブル速度信号を一階疑似微分して得られるテーブル加速度信号が表す値に加速度フィードバックゲインＫａを乗算した加速度フィードバック値ＡＦＢを減算して、モータ回転数指令又はトルク指令を導き出す。
【００９７】
なお、図１０に示す制御においても、主制御器９Ａは、制御装置９からのテーブル加速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫａｆｆを乗算した値ＡＦＦ（図示せず。）と第２制御値Ｖ２とを加算した上で加速度フィードバック値ＡＦＢを減算してモータ回転数指令又はトルク指令を導き出してもよい。また、主制御器９Ａは、速度フィードバック値ＶＦＢの算出、及び、速度フィードフォワード値ＶＦＦからの速度フィードバック値ＶＦＢの減算を省略してもよい。
【００９８】
このように、図１０に示す主制御器９Ａは、図８に示す場合と同様、式（６）で表される伝達関数を有する制御モデルの下で、加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって、所望の制御減衰係数ζｃを実現することができる。その結果、図１０に示す主制御器９Ａを備える平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の加速又は減速の際に生じるＸ軸テーブル２の振動を早期に減衰させることができる。
【００９９】
次に、図１１を参照しながら、主制御器９Ａのさらに別の構成例について説明する。
【０１００】
図１１の構成例では、主制御器９Ａは、テーブル位置信号の代わりに、テーブル加速度センサ（図示せず。）からテーブル加速度信号を取得する点で、図８の場合と相違する。すなわち、テーブル加速度センサから直接的に得られるテーブル加速度信号をフィードバックする点で、テーブル位置信号を二階微分して得られるテーブル加速度信号をフィードバックする図８の制御と相違する。
【０１０１】
また、主制御器９Ａは、テーブル位置指令に基づいて第１制御値Ｖ１を導き出すことなく、速度フィードフォワード値ＶＦＦに基づいてモータ回転数指令又はトルク指令を導き出す点で図８の制御と相違する。
【０１０２】
具体的には、主制御器９Ａは、先ず、制御装置９からのテーブル速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫｖｆｆを乗算した速度フィードフォワード値ＶＦＦを導き出す。
【０１０３】
その後、主制御器９Ａは、速度フィードフォワード値ＶＦＦから加速度フィードバック値ＡＦＢを減算して、モータ回転数指令又はトルク指令を導き出す。
【０１０４】
なお、図１１に示す制御においても、主制御器９Ａは、制御装置９からのテーブル加速度指令が表す値に速度フィードフォーワードゲインＫａｆｆを乗算した加速度フィードフォワード値ＡＦＦ（図示せず。）と速度フィードフォワード値ＶＦＦとを加算した上で加速度フィードバック値ＡＦＢを減算してモータ回転数指令又はトルク指令を導き出してもよい。
【０１０５】
このように、図１１に示す主制御器９Ａは、図８に示す場合と同様、式（６）で表される伝達関数を有する制御モデルの下で、加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって、所望の制御減衰係数ζｃを実現することができる。その結果、図１１の主制御器９Ａを備える平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の加速又は減速の際に生じるＸ軸テーブル２の振動を早期に減衰させることができる。
【０１０６】
なお、図８において、主制御器９Ａは、テーブル位置指令及びテーブル速度指令の何れか一方の取得を省略してもよい。また、主制御器９Ａは、テーブル位置、テーブル速度、及びテーブル加速度の一部又は全部に基づくフィードバック制御を省略してもよく、テーブル位置、テーブル速度、及びテーブル加速度の一部又は全部に基づくフィードフォワード制御を省略してもよい。
【０１０７】
また、図９〜図１１に示す主制御器９Ａは、実際のテーブル位置の値とテーブル位置指令が表す値との差を打ち消すように、或いは、実際のテーブル速度の値とテーブル速度指令が表す値との差を打ち消すように、モータ回転数指令又はトルク指令を導出してもよい。例えば、図９〜図１１に示す主制御器９Ａは、図８の場合と同様に、テーブル位置指令が表す値とテーブル位置信号が表す値ＰＬとに基づいて算出する第１制御信号Ｖ１を速度フィードフォワード値ＶＦＦに加算するようにしてもよい。
【０１０８】
次に、図１２を参照しながら、主制御器９Ａによって制御されるＸ軸テーブル２の振動減衰特性について説明する。なお、図１２は、Ｘ軸テーブル２のテーブル位置、テーブル速度、及びテーブル加速度の時間推移を示す図であり、図１２（Ａ）が加速度フィードバック値ＡＦＢを用いない場合の推移を示し、図１２（Ｂ）が加速度フィードバック値ＡＦＢを用いた場合の推移を示す。また、テーブル位置の時間推移は、図１２（Ａ）及び図１２（Ｂ）で共通する。
【０１０９】
また、図１２中のハッチング領域は、テーブル加速度の値が所定値未満となりテーブル速度が整定してから再びテーブル加速度の値が所定値以上となりテーブル速度が変動するまでの時間を表す。反対に、図１２中の非ハッチング領域（白領域）は、テーブル加速度の値が所定値以上となりテーブル速度の変動が開始してからテーブル加速度の値が所定値未満となりテーブル速度が整定するまでの時間を表す。以下では、ハッチング領域をテーブル速度安定期と称し、非ハッチング領域（白領域）をテーブル速度変動期と称する。
【０１１０】
図１２に示すように、加速度フィードバック値ＡＦＢを用いた場合のテーブル速度変動期（図１２（Ｂ）の白領域）は、加速度フィードバック値ＡＦＢを用いない場合のテーブル速度変動期（図１２（Ａ）の白領域）に比べて短い。また、加速度フィードバック値ＡＦＢを用いた場合のテーブル速度安定期（図１２（Ｂ）のハッチング領域）は、加速度フィードバック値ＡＦＢを用いない場合のテーブル速度安定期（図１２（Ａ）のハッチング領域）に比べて長い。これは、Ｘ軸テーブル２の１回のストロークのうち、ワークＷの研削に利用できる部分が長くなることを意味する。また、Ｘ軸テーブル２に載せられるワークＷのＸ軸方向の許容最大長さをより大きくできることを意味する。すなわち、研削効率、エネルギ効率、及び適用性の何れもが改善されることを意味する。
【０１１１】
以上の構成により、主制御器９Ａを備えた平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の加減速に伴って引き起こされるＸ軸テーブル２の振動を早期に減衰させ、研削効率、エネルギ効率、及び適用性を向上させることができる。
【０１１２】
また、主制御器９Ａを備えた平面研削盤１００の操作者は、加速度フィードバックゲインＫａを適切に調節することによって、Ｘ軸テーブル２のテーブル速度の整定時間を短縮することができる。
【０１１３】
また、操作者は、制御減衰係数ζｃの値を１に近づけるように加速度フィードバックゲインＫａを調節することによって、Ｘ軸テーブル２のテーブル速度が速度指令の値をオーバーシュートするのを低減或いは防止することができる。
【０１１４】
次に、図１３を参照しながら、推力補償器９Ｂの構成例について説明する。
【０１１５】
図１３の構成例では、推力補償器９Ｂは、制御装置９から補償指令を取得し、モータドライバ８Ａに対してモータ回転数指令又はトルク指令を出力する。
【０１１６】
具体的には、推力補償器９Ｂは、制御装置９からの補償指令が表す値Ｆ０に、ＷＰ／Ａｃｙｌを乗算してトルク指令の値を得る。なお、ＷＰは、双方向油圧ポンプ２４の単位回転当たりの押し退け容積であり、Ａｃｙｌは、ピストン２２の受圧面積である。そのため、Ｆ０／Ａｃｙｌは、シリンダ２１の圧力室間の差圧ＤＰ０を表し、ＤＰ０×ＷＰは双方向油圧ポンプ２４によるトルクを表す。
【０１１７】
このように、推力補償器９Ｂは、予荷重力を発生させるために必要な差圧ＤＰ０を決定した上で、その差圧ＤＰ０を発生させるために必要なトルクの値を導き出し、導き出した値をトルク指令の値としてモータドライバ８Ａに出力する。
【０１１８】
次に、図１４を参照しながら、推力補償器９Ｂの別の構成例について説明する。
【０１１９】
図１４の構成例では、推力補償器９Ｂは、制御装置９からテーブル加速度指令を取得し、且つ、第１シリンダ圧センサ３１Ｆ及び第２シリンダ圧センサ３１Ｂから第１シリンダ圧信号及び第２シリンダ圧信号を取得する点で、図１３の場合と相違する。
【０１２０】
具体的には、推力補償器９Ｂは、テーブル加速度指令の値にＸ軸テーブル２の質量Ｍを乗算してＸ軸テーブル２の慣性力を導き出す。
【０１２１】
また、推力補償器９Ｂは、第１シリンダ圧信号と第２シリンダ圧信号との差にピストン２２の受圧面積Ａｃｙｌを乗算して双方向油圧ポンプ２４による推力を導き出す。
【０１２２】
その後、推力補償器９Ｂは、補償指令の値が表す予荷重力とＸ軸テーブル２の慣性力とを加算する。なお、予荷重力は、Ｘ軸テーブル２を加速させる場合には、Ｘ軸テーブル２の慣性力と同じ符号を有するものとして加算される。すなわち、慣性力が正値の場合に予荷重力が正値となり、慣性力が負値の場合に予荷重力が負値となるようにして加算される。一方、予荷重力は、Ｘ軸テーブル２を減速させる場合には、Ｘ軸テーブル２の慣性力とは逆の符号を有するものとして加算される。すなわち、慣性力が負値の場合に予荷重力が正値となり、慣性力が正値の場合に予荷重力が負値となるようにして加算される。このようにして算出される値は、Ｘ軸テーブル２の移動を妨げる力を意味する。予荷重力は、Ｘ軸テーブル２の移動を妨げる力からＸ軸テーブル２の慣性力を除いた力である移動抗力と同じ大きさの逆向きの力だからである。このようにして、推力補償器９Ｂは、移動抗力の影響を排除することができ、主制御器９Ａは、Ｘ軸テーブル２が各種指令値にしたがって加減速するよう、双方向油圧ポンプ２４を制御することができる。
【０１２３】
その後、推力補償器９Ｂは、上述のようにして算出したＸ軸テーブル２の移動を妨げる力から、双方向油圧ポンプ２４による推力を減算して、制御値Ｖ３を導き出す。
【０１２４】
その後、推力補償器９Ｂは、制御値Ｖ３に所定の補償ゲインＫｃｏｍｐを乗算し、移動抗力によって相殺される推力を補償するためのモータ回転数指令又トルク指令を導き出す。
【０１２５】
例えば、操作者がＸ軸テーブル２の移動指令を未だ入力しておらず、テーブル加速度指令の値がゼロの場合、推力補償器９Ｂは、次にＸ軸テーブル２を移動させようとする方向を予荷重力の正方向とし、この予荷重力から双方向油圧ポンプ２４による推力を減算して、制御値Ｖ３を導き出す。なお、次にＸ軸テーブル２を移動させようとする方向が未定の場合には、前回Ｘ軸テーブル２を移動させた方向を予荷重力の正方向としてもよい。Ｘ軸に垂直な面を研削加工する際には、所望の研削深さを実現すべく、１回当たりの所定の研削深さによる研削加工を複数回繰り返すために、Ｘ軸テーブル２が所定の研削深さに応じて一方向に断続的に移動させられる場合があるためである。
【０１２６】
その上で、推力補償器９Ｂは、制御値Ｖ３に所定の補償ゲインＫｃｏｍｐを乗算し、移動抗力によって相殺される推力を補償するためのモータ回転数指令又トルク指令を導き出す。すなわち、双方向油圧ポンプ２４による推力が予荷重力となるようにする。
【０１２７】
このように、推力補償器９Ｂは、シリンダ２１の圧力室間の差圧が所望の予荷重力を発生させるために必要な差圧となるようにモータ回転数指令又はトルク指令の値を決定し、決定した値をモータドライバ８Ａに対して出力する。すなわち、推力補償器９Ｂは、シリンダ２１の圧力室間の差圧のフィードバック制御に基づいて決定したモータ回転数指令又はトルク指令の値をモータドライバ８Ａに対して出力する。
【０１２８】
なお、推力補償器９Ｂは、制御装置９からテーブル加速度指令を取得する代わりに、変位センサ３０が出力するテーブル位置信号を二階微分してテーブル加速度信号を取得してもよい。また、タコジェネレータ等のテーブル速度センサ（図示せず。）が出力するテーブル速度信号を一階微分してテーブル加速度信号を取得してもよく、加速度センサ（図示せず。）からテーブル加速度信号を直接取得してもよい。
【０１２９】
また、推力補償器９Ｂは、補償ゲインＫｃｏｍｐを乗算する乗算器の代わりに、ＰＩ制御器を用いてもよい。
【０１３０】
また、上述の実施例では、モータドライバ８Ａは、主制御器９Ａと推力補償器９Ｂとがそれぞれ別々に出力するモータ回転数指令又トルク指令を受ける。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、モータドライバ８Ａは、図１５に示すように、主制御器９Ａが出力するモータ回転数指令の値と推力補償器９Ｂが出力するモータ回転数指令の値との合計値を受けるようにしてもよい。或いは、モータドライバ８Ａは、図１５に示すように、主制御器９Ａが出力するトルク指令の値と推力補償器９Ｂが出力するトルク指令の値との合計値を受けるようにしてもよい。
【０１３１】
次に、図１６を参照しながら、推力補償器９Ｂによる効果について説明する。なお、図１６は、双方向油圧ポンプ２４による推力の時間推移、及び、Ｘ軸テーブル２のテーブル速度の時間推移を示す図である。具体的には、図１６（Ａ１）は、推力補償器９Ｂを用いない場合の推力の時間推移を示し、図１６（Ｂ１）は、推力補償器９Ｂを用いない場合のテーブル速度の時間推移を示す。また、図１６（Ａ２）は、推力補償器９Ｂを用いた場合の推力の時間推移を示し、図１６（Ｂ２）は、推力補償器９Ｂを用いた場合のテーブル速度の時間推移を示す。
【０１３２】
推力補償器９Ｂを用いない場合、図１６（Ａ１）に示すように、双方向油圧ポンプ２４による推力は、時刻ｔ１において上昇を開始する。これは、例えば、操作者がＸ軸テーブル２の移動指令を制御装置９に対して入力し、主制御器９Ａによるテーブル駆動用モータ８の制御が開始されたことによる。なお、Ｘ軸テーブル２のテーブル速度はゼロのまま推移する。推力が最大静止摩擦力以下のためである。
【０１３３】
その後、時刻ｔ２において、推力が最大静止摩擦力を上回ると、Ｘ軸テーブル２は移動を開始する。Ｘ軸テーブル２のテーブル速度は上昇し、テーブル速度指令の値を超えてオーバーシュートする。時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間が比較的長く、主制御器９Ａによるモータ回転数指令又はトルク指令の値の増加率が過度に大きくなったためである。すなわち、主制御器９Ａがモータ回転数指令又はトルク指令の値を増大させているにもかかわらずテーブル速度がゼロのままとなる時間が比較的長かったためである。なお、この傾向は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間が長いほど顕著になる。
【０１３４】
その後、推力は急激に減少し、さらには逆方向に増大する。オーバーシュートを打ち消すために、主制御器９Ａがモータ回転数指令又はトルク指令の値を急激に減少させるためである。その結果、テーブル速度は、テーブル速度指令の値を下回ってアンダーシュートする。
【０１３５】
その後、推力は急激に増大する。アンダーシュートを打ち消すために、主制御器９Ａがモータ回転数指令又はトルク指令を急激に増大させるためである。
【０１３６】
テーブル速度は、このようなオーバーシュートとアンダーシュートを繰り返しながら、時刻ｔ３において、テーブル速度指令の値に収束する。なお、図１６（Ｂ１）は、図の明瞭化のため、オーバーシュートとアンダーシュートがそれぞれ１回ずつ発生した状態を示す。
【０１３７】
一方、推力補償器９Ｂを用いた場合、図１６（Ａ２）に示すように、双方向油圧ポンプ２４による推力は、時刻ｔ０において、すなわち、操作者によるＸ軸テーブル２の移動指令が制御装置９に入力される前に、上昇を開始する。そして、双方向油圧ポンプ２４による推力は補償指令の値まで上昇する。推力補償器９Ｂによる予荷重力を発生させるためのテーブル駆動用モータ８の制御が開始されたことによる。なお、補償指令の値は最大静止摩擦力以下となるように決定される。最大静止摩擦力よりも大きいと、操作者による移動指令が制御装置９に入力される前にＸ軸テーブル２が移動してしまうためである。そのため、Ｘ軸テーブル２のテーブル速度はゼロのまま推移するが、Ｘ軸テーブル２は、僅かな推力を加えることによって移動可能な状態となる。
【０１３８】
なお、推力補償器９Ｂは、Ｘ軸テーブル２の現在位置や、研削に関する各種情報等に基づいてその後のＸ軸テーブル２の移動方向を推定する。これにより、推力補償器９Ｂは、操作者がＸ軸テーブル２の移動指令を制御装置９に対して入力する前に、推定した方向を向く予荷重力を発生させることができる。
【０１３９】
その後、双方向油圧ポンプ２４による推力は、図１６（Ａ１）の場合と同様、時刻ｔ１において、上昇を開始する。操作者がＸ軸テーブル２の移動指令を制御装置９に入力したためである。
【０１４０】
その後、双方向油圧ポンプ２４による推力は、時刻ｔ２ａにおいて最大静止摩擦力を上回り、Ｘ軸テーブル２は移動を開始する。Ｘ軸テーブル２のテーブル速度は、図１６（Ａ１）の場合に比べて比較的緩やかに上昇し、オーバーシュート及びアンダーシュートを発生させることなく、時刻ｔ３ａにおいて、テーブル速度指令の値に収束する。
【０１４１】
図１６（Ａ１）における時刻ｔ１と時刻ｔ２との間の時間に比べ、時刻ｔ１と時刻ｔ２ａとの間の時間が時間Ｄ１だけ短く、主制御器９Ａによるモータ回転数指令又はトルク指令の値の増加率が過度に大きくならないためである。すなわち、主制御器９Ａがモータ回転数指令又はトルク指令の値を増大させているにもかかわらずテーブル速度がゼロのままとなる時間が短いためである。
【０１４２】
その結果、推力補償器９Ｂを用いた場合、テーブル速度が整定するまでの時間は、推力補償器９Ｂを用いない場合に比べ、時間Ｄ２だけ短縮される。
【０１４３】
このように、推力補償器９Ｂは、テーブル速度の絶対値が所定速度ＶＴＨ未満であれば、移動抗力によって相殺される力を補償する。その結果、推力補償器９Ｂを備える平面研削盤１００は、Ｘ軸テーブル２の移動を早期に且つ滑らかに開始させることができる。また、Ｘ軸テーブル２の移動を開始させた直後に生じるテーブル速度のオーバーシュート及びアンダーシュートを抑制或いは防止することができる。
【０１４４】
以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなしに上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【０１４５】
例えば、上述の実施例において、平面研削盤１００は、横軸砥石ヘッド４を採用するが、立軸砥石ヘッドを採用してもよい。また、砥石ヘッドは、傾斜可能な軸を備えていてもよい。
【０１４６】
また、上述の実施例において、主制御器９Ａ及び推力補償器９Ｂは、平面研削盤１００のテーブル移動機構を構成する双方向油圧ポンプを駆動するテーブル駆動用モータ８を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、主制御器９Ａ及び推力補償器９Ｂは、建設機械、射出成形機、工作機械等に搭載される、重量物を移動させる閉回路油圧システムを構成する双方向油圧ポンプを駆動するモータを制御するものであってもよい。この場合、推力補償器９Ｂは、モータが発生させる力のうち、建設機械における掘削反力、工作機械における切削反力等によって相殺される力を補償する。
【０１４７】
また、上述の実施例では、閉回路油圧システムは、作動油の圧力（油圧）を用いる。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。閉回路油圧システムは、例えば、油圧の代わりに水等の圧縮性の低い液体の圧力（液圧）を用いてもよい。
【０１４８】
また、上述の実施例では、主制御器９Ａは、モータドライバ８Ａ及びテーブル駆動用モータ８を介して双方向油圧ポンプ２４の回転数を制御する。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではない。主制御器９Ａは、例えば、テーブル駆動用モータ８によって双方向油圧ポンプ２４の回転数を制御する代わりに、内燃機関によって双方向油圧ポンプ２４の回転数を制御してもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１・・・本体ベッド  １ＡＬ、１ＡＲ・・・レール溝  ２・・・Ｘ軸テーブル  ２ＢＬ、２ＢＲ・・・ガイドレール  ３・・・横軸砥石用コラム  ４・・・横軸砥石ヘッド  ５・・・砥石ヘッド回転用モータ  ６・・・砥石ヘッド上下送り用モータ  ７・・・砥石ヘッド左右送り用モータ  ８・・・テーブル駆動用モータ  ８Ａ・・・モータドライバ  ９・・・制御装置  ９Ａ・・・主制御器  ２０・・・テーブル移動機構  ２１・・・シリンダ  ２１Ｓ・・・圧力室  ２１ＳＦ・・・第１圧力室  ２１ＳＢ・・・第２圧力室  ２２・・・ピストン  ２３Ｆ・・・第１軸  ２３Ｂ・・・第２軸  ２３Ｆａ、２３Ｂａ・・・静止物  ２４・・・双方向油圧ポンプ  ２４Ｆ・・・第１ポート  ２４Ｂ・・・第２ポート  ３０・・・変位センサ  ３１Ｆ、３１Ｂ・・・シリンダ圧センサ  ３２・・・回転数センサ  ４０・・・砥石軸  ４１・・・砥石車  １００・・・平面研削盤  Ｗ・・・ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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